국내 지상파 방송사 8K 방송서비스 관련 기술 동향

현재의 4K 방송 서비스에서 한층 더 진화된 국내 지상파 방송사 8K 방송 서비스 기술동향에 대하여 살펴보겠습니다. 
 

국내 지상파 방송사 8K 방송서비스 기술 동향

 

1. 개요

 

현재 국내 방송은 디지털 방송이 본격화되고 TV 수신기의 성능이 향상됨에 따라 시청자들은 보다 나은 고품질 및 고화질 방송 서비스를 요구하기 시작했다. 이에 2017년 5월을 시작으로 수도권부터 지상파 방송사를 통해 UHD 본 방송을 개시했다. 초고화질의 UHD 방송은 생생한 현장감과 몰입감을 제공하기 위해 초고화질 비디오와 22.2 다중 채널 오디오를 제공함으로써 시청자들의 요구를 충족시킬 수 있는 차세대 방송서비스다. 

 

UHD는 기존 HD(1920x1080)의 4배의 화소를 갖는 4K UHD(3840x2160)와 16배의 화소를 갖는 8K (7640 x 4320)를 지원한다. 또한 픽셀당 10~12bit의 색을 표현할 수 있으며, 4:2:2이상의 컬러포맷으로 보다 섬세하고 자연스러운 영상을 표현한다. 이는 기존 HD 방송보다 선명하고 색채로운 화질의 고품질 영상 서비스 제공을 가능하게 한다. 일본은 2018년 12월 위성방송을 통해 8K 본방송을 개시했고, 중국은 2022년 베이징 올림픽에서 차이나미디어그룹을 통해서 8K UHD 방송을 위한 전용 채널 CCTV-8K를 개설하여 서비스를 제공했다. 국내에서는 8K UHD방송의 경우 채널과 대역폭이 충분한 IPTV나 위성방송으로 서비스를 제공하고 있다. 하지만 지상파 방송사는 8K UHD를 송출하기에는 아직까지 많은 어려움이 존재한다. 여기에서는 국내 지상파 방송사와 연구기관에서 개발하고 시험중인 2가지 기술에 대해 설명하고, 이를 이용한 실험방송 현황에 대해 소개한다.

 

2. 8K UHD 방송 관련 기술 개발현황

2021년 과학기술정보통신부와 방송통신위원회의 주도로 4K UHD 이후를 대비한 8K UHD 영상 전송 기술 개발을 추진중이다. 8K UHD 영상전송 기술 현황으로는 채널 결합(본딩)기술과 다중안테나(MIMO) 두가지 기술이 있다. 현재 채널결합(본딩)기술은 개발이 완료되었고, 다중안테기술은 ETRI에서 개발중이며 KBS에서 실험중이다.

 

3. 채널본딩(Channel Bonding)

채널본딩(Channel Bonding)기술은 주파수 대역폭 2개를 묶어서 전송률을 높이는 기술이다. 현재 국책과제로 선정되어 ETRI가 주관하고 KBS, 클레버로직, 한국해양대학교가 참여하여 기술을 개발중이다. 목표는 송신기 한 대, 기존 수평편파 송신안테나를 그대로 사용하여 지상파 방송채널 2개를 묶어 전송률을 2배 높여 전송하는 송수신 시스템을 개발하는 것이다. 현재 CH52번과 CH56번을 결합하여 전파를 발사중이다. 향후에는 이중편파 MIMO 기술과 융합되어 전송률을 4배 향상하는 것이며, KBS북감악실험국에서 필드테스트를 통해서 실검증이 이루어지고 있다. 
 

ATSC 3.0 채널본딩 기반 8K-UHD 서비스

 
4. 다중안테나(MIMO)

다중안테나 기술이란 수직, 수편평파 송수신 안테나를 이용하여 전송률을 두 배 증가시키는 기술이다.
현재 ATSC 3.0표준으로 주파수대역 1CH을 통해서 25Mbps까지 송출이 가능하다. ATSC 표준으로 이중편파 사용시 6MHz 대역에서 50Mbps 송출이 가능하다. 사례로는 한국전자통신연구원은 2022년 NAB에서 ATSC 3.0 표준을 준수하는 국내 독자기술인 MIMO 송수신기를 통해 8K UHD 실시간 스트리밍 서비스를 선보였다. 또한 ETRI와 지상파방송사가 참여하여 백학자유로리조트에서 8K방송서비스 필드테스트를 통해 기술을 실검증하고 있다.

 

ATSC 3.0 MIMO 기반 8K-UHD 서비스

 
 5. 결론

국내 지상파 8K서비스를 제공하기 위해서 개발중인 기술과 실검증 현황에 대해서 소개하였다. 향후에는 여기서 소개한 두 기술을 융합하여 전송용량을 4배 증대시키는 기술을 실증할 예정이다. 또한 방송망과 통신망을 연동하여 방송서비스를 제공하는 기술도 개발될 예정이다. 이러한 8K 방송서비스, 다채널서비스, 5G Broadcasting 등 고품질 서비스가 제공되기 위해서 기술 개발 뿐만 아니라 원할한 서비스가 제공될 수 있도록 법적, 제도적 지원이 뒷받침이 되어야할 것으로 여겨진다.   

 

KBS : 지상파 방송 기술 개발 동향(2023.5) 
전자신문 : ETRI, NAB서 8K UHD 기술 알린다...5G 융합 초고화질 서비스 가능성 확인(2022-04)
 
  
정보통신기술사 서현